- 等效平衡
- 共222题
在1L密闭容器中通入2mol氨气，在一定温度下发生反应；2NH3 
正确答案
解析
解：A、采用极限分析法，6molH2和2molN2反应生成NH3，假如反应完全，就会生成4molNH3，这和题目开始不一样，故A错误；
B、2molNH3和1molN2，这和题目开始不一样，故B错误；
C、采用极限分析法，2molN2和3molH2反应生成NH3，假如反应完全，就会生成2molNH3，还有剩余的1molN2，这和题目开始不一样，故C错误；
D、采用极限分析法，0.95molN2和2.85molH2反应生成NH3，假如反应完全，就会生成1.9molNH3，在加上原来的0.1mol
NH3，共2molNH3，这和题目开始一样，故D正确；
故选：D．
（2015秋•陕西校级月考）在恒温恒容的密闭容器中，发生反应：A（g）+2B（g）⇌nC（g），I．将1molA和3molB在一定条件下反应，达平衡时C的体积分数为x；Ⅱ．若起始时A，B，C投入的物质的量分别为a、b、c（均不为零），平衡时C的体积分数也为x．下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：在恒温恒容的密闭容器中，将1molA和3molB在一定条件下反应，达平衡时C的体积分数为x，若起始时A、B、C投入的物质的量分别为a、b、c，平衡时C的体积分数也为x，二者应为等效平衡，应存在a+
A．由于n值不确定，则若Ⅰ达平衡时，A、B、C各增加1mol，B的转化率不能确定，故A错误；
B．因容器体积不变，若x=3时，C的体积分数应为x，现大于x，x应小于3，促进平衡正向移动，故B错误；
C．由恒温恒容时，当a、b、c为起始物质的量，平衡时C的体积分数仍为x，a+
D．由恒温恒容时，当a、b、c为起始物质的量，平衡时C的体积分数仍为x，a+
故选CD．
在一个1L的密闭容器中加入2molA和1molB，发生下述反应：2A（g）+B（g）⇌3C（g）+D（s）达到平衡时，C的浓度为1.2mol/L．维持容器的体积和温度不变，按下列四种配比作为起始物质，达到平衡后，C的浓度仍是1.2mol/L的是（ ）
正确答案
解析
解：在恒温恒容下，不同途径达到平衡后，C的浓度仍为1.2mol/L，说明与原平衡为等效平衡，按化学计量数转化到方程式的左边，应该满足n（A）=2mol、n（B）=1mol，
A．该反应是气体体积不变的反应，压强不影响平衡，开始加入4molA+2molB，与加入2molA和1molB达平衡的平衡为等效平衡，达到平衡时C的浓度为2.4mol/L，故A错误；
B．开始加入3molB+1molD，该反应不会发生，则C的浓度为0，故B错误；
C.2molA+1molB+3molC，与原反应n（A）=2mol、n（B）=1mol不相等，不是等效平衡，达到平衡时C的浓度为不是1.2mol/L，故C错误；
D.1molA+0.5molB+1.5molC+0.6molD，按方程式的化学计量数转化到左边，可得2molA、1molB和0.1molD，由于D为固体不影响平衡，则达到平衡时与原平衡互为等效平衡，达到平衡时C的浓度为1.2mol/L，故D正确；
故选D．
（1 ）CO2可用于合成二甲醚（CH3OCH3），有关反应的热化学方程式如下：
CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H20（g）△H=-49.0kJ•mol-1
2CH3OH（g）=CH30CH3（g）+H20（g）△H=-23.5kJ•mol-1
则CO2与H2反应合成二甲醚的热化学方程式为______．
（2 ）若反应2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H20（g）在某温度下的化学平衡常数为400，此温度下，在密闭容器中加人一定量甲醇，反应进行到某时刻，测得各物质的浓度如表所示：
①比较该时刻正、逆反应速率的大小：v（正）______v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
②若加入甲醇后经10min反应达到平横，则平衡后c（CH3OH）=______，该时间内反应速率v（CH3OCH3）=______．
（3 ）工业上合成甲醇的反应：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）△H=-90.8kJ•mol-1若在温度相同、容积均2L的3个容器中，按不同方式投人反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时如下：
下列不能说明该反应在恒温恒容条件下已达化学平衡状态的是______；
A．v正（H2）=2v逆（CH3OH）
B．n（CO）：n（H2）：n（CH3OH）=1：2：1
C．混合气体的密度不变
D．混合气体的平均相对分子质量不变
E．容器的压强不变
②下列说法正确的是______．
A、c1=c2 B、Q1=Q2 C、K1=K2 D、a2+a3＜100%
③如图表示该反应的反应速率v和时间t的关系图：
各阶段的平衡常数如下表所示：
K4、K5、K6、K7之间的关系为______（用“＞”、“＜”或“=”连接）．反应物的转化率最大的一段时间是______．
正确答案
解：（1）（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H20（g）△H=-49.0kJ•mol-1 ①
2CH3OH（g）=CH30CH3（g）+H20（g）△H=-23.5kJ•mol-1②
根据盖斯定律，将①×2+②可得：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-121.5kJ•mol-1，
故答案为：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-121.5kJ•mol-1；
（2）①此时的浓度商为：Qc=
故答案为：＞；
②设达到平衡时据此又消耗了xmol，则
2CH3OH（g）≒CH3OCH3（g）+H2O（g）
某时刻浓度（mol•L-1）：0.44 0.6 0.6
转化浓度（mol•L-1）：2x x x
平衡浓度（mol•L-1）：0.44-2x 0.6+x 0.6+x
K=
故平衡时c（CH3OH）=0.44mol/L-0.2mol/L×2=0.04mol/L，
则10min生成二甲醚的浓度为：0.6moL/L+0.2moL/L=0.8mol/L，
所以甲醇的反应速率为v（CH3OH）=
故答案为：0.040 mol•L-1；0.08 mol•L-1•min-1；
（3）①A．v正（H2）=2v逆（CH3OH），表示的是正逆反应速率，且满足二者计算量关系，说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．n（CO）：n（H2）：n（CH3OH）=1：2：1，物质的量之比，无法判断正逆反应速率是否相等，无法判断是否达到平衡状态，故B正确；
C．混合气体的密度不变，反应前后都是气体，容器的容积不变，所以气体的密度始终不变，密度不能作为判断平衡状态的依据，故C正确；
D．该反应是气体体积缩小的反应，反应过程中气体的物质的量发生变化，混合气体的平均分子量发生变化，若混合气体的平均相对分子质量不变，说明达到了平衡状态，故D错误；
E．该反应是体积缩小的反应，气体的物质的量在反应中发生变化，若容器的压强不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故E错误；
故答案为：BC；
②A、恒温恒容条件下，甲加入1molCO、2molH2与乙中1molCH3OH为等效平衡，则达到平衡时各组分的浓度都相等，所以c1=c2，故A正确；
B、由于甲和乙是从不同方向进行的反应，则甲放出的热量与乙吸收的热量不一定相等，故B错误；
C、由于甲和乙为从不同的方向进行的可逆反应，两个反应中温度相同，则平衡常数不变，所以K1=K2，故C正确；
D、甲和乙为等效平衡，反应的方向完全不同，所以a1=a2，用于丙中浓度为甲的2倍，相当于增大了压强，丙中反应物转化率大于甲，即a3＞a1，所以a2+a3＞100%，故D错误；
故答案为：AC；
③t3时刻，正逆反应速率都增大，且逆反应速率变化大，平衡向逆反应移动，应为升高温度，所以K4＞K5；
t6时刻，正逆反应速率都减小，且正反应速率变化大，平衡向逆反应移动；应为降低压强，所以K6=K7；
t5～t6正逆速率都增大，平衡不移动，应是使用催化剂，K不变，所以K5=K6，所以K4＞K5=K6=K7，
根据t3时刻升高了温度，平衡向着逆向移动，反应物转化率减小；t4-t5时使用催化剂，转化率不变；t6时减小了压强，平衡向着逆向移动，反应物转化率减小，所以t2～t3段A的转化率最高，
故答案为：K4＞K5=K6=K7； t2～t3．
解析
解：（1）（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H20（g）△H=-49.0kJ•mol-1 ①
2CH3OH（g）=CH30CH3（g）+H20（g）△H=-23.5kJ•mol-1②
根据盖斯定律，将①×2+②可得：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-121.5kJ•mol-1，
故答案为：2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-121.5kJ•mol-1；
（2）①此时的浓度商为：Qc=
故答案为：＞；
②设达到平衡时据此又消耗了xmol，则
2CH3OH（g）≒CH3OCH3（g）+H2O（g）
某时刻浓度（mol•L-1）：0.44 0.6 0.6
转化浓度（mol•L-1）：2x x x
平衡浓度（mol•L-1）：0.44-2x 0.6+x 0.6+x
K=
故平衡时c（CH3OH）=0.44mol/L-0.2mol/L×2=0.04mol/L，
则10min生成二甲醚的浓度为：0.6moL/L+0.2moL/L=0.8mol/L，
所以甲醇的反应速率为v（CH3OH）=
故答案为：0.040 mol•L-1；0.08 mol•L-1•min-1；
（3）①A．v正（H2）=2v逆（CH3OH），表示的是正逆反应速率，且满足二者计算量关系，说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．n（CO）：n（H2）：n（CH3OH）=1：2：1，物质的量之比，无法判断正逆反应速率是否相等，无法判断是否达到平衡状态，故B正确；
C．混合气体的密度不变，反应前后都是气体，容器的容积不变，所以气体的密度始终不变，密度不能作为判断平衡状态的依据，故C正确；
D．该反应是气体体积缩小的反应，反应过程中气体的物质的量发生变化，混合气体的平均分子量发生变化，若混合气体的平均相对分子质量不变，说明达到了平衡状态，故D错误；
E．该反应是体积缩小的反应，气体的物质的量在反应中发生变化，若容器的压强不变，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故E错误；
故答案为：BC；
②A、恒温恒容条件下，甲加入1molCO、2molH2与乙中1molCH3OH为等效平衡，则达到平衡时各组分的浓度都相等，所以c1=c2，故A正确；
B、由于甲和乙是从不同方向进行的反应，则甲放出的热量与乙吸收的热量不一定相等，故B错误；
C、由于甲和乙为从不同的方向进行的可逆反应，两个反应中温度相同，则平衡常数不变，所以K1=K2，故C正确；
D、甲和乙为等效平衡，反应的方向完全不同，所以a1=a2，用于丙中浓度为甲的2倍，相当于增大了压强，丙中反应物转化率大于甲，即a3＞a1，所以a2+a3＞100%，故D错误；
故答案为：AC；
③t3时刻，正逆反应速率都增大，且逆反应速率变化大，平衡向逆反应移动，应为升高温度，所以K4＞K5；
t6时刻，正逆反应速率都减小，且正反应速率变化大，平衡向逆反应移动；应为降低压强，所以K6=K7；
t5～t6正逆速率都增大，平衡不移动，应是使用催化剂，K不变，所以K5=K6，所以K4＞K5=K6=K7，
根据t3时刻升高了温度，平衡向着逆向移动，反应物转化率减小；t4-t5时使用催化剂，转化率不变；t6时减小了压强，平衡向着逆向移动，反应物转化率减小，所以t2～t3段A的转化率最高，
故答案为：K4＞K5=K6=K7； t2～t3．
在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：（已知N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1）
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：甲投入1molN2、3molH2，乙容器投入量2molNH3，恒温恒容条件下，甲容器与乙容器是等效平衡，各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等；
而甲容器投入1molN2、3molH2，丙容器加入4molNH3，采用极限转化法丙相当于加入2molN2、6molH2，丙中加入量是甲中的二倍，如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与丙容器为等效平衡，所以丙所到达的平衡，可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下，到达平衡后，再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡，由于该反应是体积减小的反应，缩小容器体积，增大了压强，平衡向着正向移动，所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的，
A、丙容器反应物投入量4molNH3，采用极限转化法转化为反应物为2molN2、6molH2，是甲中的二倍，若平衡不移动，c3=2c1；丙相当于增大压强，平衡向着正向移动，所以丙中氨气的浓度大于乙中氨气浓度的二倍，即c3＞2c1，故A错误；
B、甲投入1molN2、3molH2，乙中投入2molNH3，则甲与乙是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲与乙的反应的能量变化之和为92.4kJ，故a+b=92.4，故B正确；
C、丙容器反应物投入量4molNH3，是乙的二倍，若平衡不移动，丙中压强为乙的二倍；由于丙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，所以丙中压强减小，小于乙的2倍，即2p2＞p3，故C错误；
D、丙容器反应物投入量4molNH3，是乙的二倍，若平衡不移动，转化率α1+α3=1；由于丙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，氨气的转化率减小，所以转化率α1+α3＜1，故D错误；
故选B．
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